沙钢集团rfid车辆进出自动识别系统案例 -凯发旗舰厅

一、项目概况

    根据公司领导要求,需要对所有进出沙钢集团门卫的各类汽车进行管理的要求(包括运料车、小车、私家车、客户车辆等各种类型的汽车),经调研,我们提出如下技术要求,建成一套用于汽车刷卡的车辆管理系统。
   
二、项目前期背景
   
目前,沙钢集团已经有一套成熟的门禁刷卡管理系统(ic卡),每个门卫都各配有一台pc机,管理中心有一台pc server,所有网络均已贯通,pc机与刷卡机(即控制器)之间采用的是无线通讯方式,原理图如下:



  三、车辆刷卡系统原理要求

  该车辆刷卡系统可以看作是在原有门禁刷卡管理系统基础之上叠加起来(不改变、不改动、不破坏原有门禁刷卡系统)的一套新型车辆刷卡系统,该系统可以随时了解每一辆汽车在公司经过门卫的情况(包括进出时间)。大致原理图如下:


上图说明:
   在上图中我们可以看到,每个门卫除原有人员刷卡机外,还新增加了一个读写器、二根天线。读写器我们采用有线方式与电脑相连,天线与读写器之间亦采用有线方式,但天线只允许安装在门卫的同一侧,且两根天线所覆盖的范围交集为空集,空集宽度应满足公式l1>v/n,每一根天线所覆盖的有效刷卡宽度应满足l2>v/n(设:空集宽度为l1;天线有效覆盖宽度为l2;车速为vv的平均值暂定为40km/h;天线读取卡片信号的频次为n),同时,各个门卫之间的天线互相之间不得干拢。
     
图中读写器功能:主要是接收来自于天线采集到的信号,并具有存储记录的功能,即当电脑关机时,汽车仍然可以刷卡,数据不丢失。
   图中有两个门卫(五干河门卫1、五干河门卫2)为单机工作方式,数据库数据采用手工导入、导出的方式。
     
工作原理
     
以上图为例,当装有rfid卡的汽车经过门卫时,如果天线2先读到此卡,天线1后读到此卡,经软件判断,此时汽车为进门,反之,出门。

(注:当贴有rfid卡的车辆经过门卫(未通过门卫)时,系统不应以记录的方式体现出来。)
     
四、技术说明与要求
     
车辆进出自动识别系统是利用rfid(无线射频识别)技术,在汽车出入口处对车辆进行不停车识别,从而实现对车辆的进出控制,并对车辆进出各门卫的记录进行保存,供有关部门查询。该系统能够有效地解决了运料司机虚报工作量、小车司机(含私家车)虚报去向、外来车辆入厂登记并跟踪其进出厂情况等。
     
本方案中采用的射频卡为,其基本含义是采用无线电技术应用射频识别信号实现对静止或移动的物体或人员的自动识别。射频识别的应用领域包括:汽车出入门禁管理,道路电子收费系统(etc),集装箱、货物识别,铁路机车车辆识别与跟踪,商用车队管理、道路收费领域内的射频识别技术自动车辆识别(avi)等。其基本组成是阅读器和电子标签两部分。电子标签内保存了待识别人员或物体的代码或其他信息。阅读器是一个无线电发射和接收装置,通过一个通讯频率和相关协议才能正确读出电子标签里面的内容。阅读器与电子标签之间不需要接触,当把带有物体信息的电子标签附在待识别的物体上时,待识别的物体在阅读器有效查询范围内时,通过电磁场耦合感应反射,带有待识别物体基本信息的微波返回给阅读器,标签芯片相当于一个带有无线电收发功能的存储体。
     
电子标签分为有源和无源两种,有源电子标签需配备电池,读写距离远,最远能到80米左右,无源不需要配备电池,完全依靠阅读器天线的电磁场提供工作能量,有效读卡距离为10米。
     
根据公司门卫的实际情况,本方案中的射频卡可采用有源电子标签和无源电子标签,但乙方已确认使用来实施该汽车刷卡系统。
     
每台车辆所配的rfid, 可以在卡的表面印上该卡卡号或条形码等信息。对于公司固定车辆,rfid卡可以贴在的车前面挡风玻璃上;对于外来车辆,rfid卡可以贴在临时通行证上。
     
本方案中的核心部件即控制系统部件为读写器、天线。读写器、天线相连后直接并入现有的人员刷卡系统中,不必再另行采购门卫电脑。
     
系统要求
     
该系统目前设计安装在11处,全公司所有货运车辆、小车、私家车、外来车共约2000多辆。
     
本单位车辆及固定私家车发放固定卡,可以随意进出,外来车辆必须到相关部门办理有效通行证即临时卡,持有临时卡的车辆卡方可进入,车辆管理部门可以对所有车辆进出时间和通过门岗情况随时进行查询。
     
办卡方式
     
对于固定卡,办证中心可进行统一办理,将数据一次性存入数据库;对于临时卡,可由公司指定部门进行办理。对于临时卡的办理,我们决定采用扫描输入的方式,即用扫描仪对外来车辆的行驰证、驾驶证进行扫描,并将扫描结果矢量化,对误判字段进行手工修改,再将rfid卡与该条记录关联。所有的卡都可以随时办理,随时取消
     
功能实现
     “
车辆进出自动识别系统(avi采用数据库,与现有的门禁系统一样采用分布式方式,共用一个数据库平台、网络平台、操作系统平台。该系统有很好的扩展性,根据要求,随时提供与物流系统(或erp系统、销售系统)及称重系统连接的接口,对运出货物品种、数量、重量进行核对、检查。
   
一、办证中心管理系统(也可用于储运公司)
   
序号功能模块
    1
驾驶员(含行驶证、驾驶证)基本信息管理(增加、修改、删除、查询)
    2
车辆信息管理(增加、修改、删除、查询)
    3
车辆正式卡、临时卡管理(发卡、注销)
    4
车辆临时卡续卡处理
    5
车型、车类管理((增加、修改、删除、查询))
    6
车辆进出实时监控
    7
车辆进出流水查询
    8
车辆进出日工作量统计
    9
车辆进出流水统计(按门岗、单位、日期等)
    10
车辆办卡数量统计
    11
操作员管理
    12
黑名单处理
   
二、门岗查询子系统
   
序号功能模块
    1
车辆及车辆卡信息查询
    2
车辆实时刷卡监控
    3
车辆刷卡流水查询
   
三、数据处理子系统
   
序号功能模块
    1
数据库定时备份
    2
数据流水整理
    3
车辆刷卡流水定时上传及服务器字典数据定时下传。
   
系统配置说明
   
每个门卫汽车通道平均有11米宽,经过门岗的车辆有大型运材车、中型运货车、小型轿车,在每个门卫靠近门卫室的一侧架设两个5~6米高镀锌管立柱(实际高度可视现场环境而定),直径为48mm,每根管子上安装一个rfid天线(读卡距离约为20米左右),每个rfid读卡器与pc机通过rs485方式连接。亦可根据实际情况在门卫安装“7”字型立杆,天线可根据需要安装在“7”型立杆的不同位置,调整天线方向。
    “
沙钢车辆进出自动识别系统(sg avi实现方案
   
该系统的具体功能如下:
    1
供储运公司统计内部运料运货车辆的工作量;
    2
供保卫部门和储运公司监控曾经进入沙钢所有车辆的进出情况;
    3
供办公室监控小车是否按照规定使用;
     
该系统能够有效地解决了运料司机虚报工作量、小车司机虚报去向、外来车辆等人工检查时无法控制的问题。结合我们的理解,给出如下实现方案,仅供参考。
     1.
沙钢车辆进出自动识别系统(sg avi)需求
     
钢铁集团公司厂区一般都有10个门,全集团公司共有大小车辆1000台左右,加上职工私有车辆、外协单位车辆、临时来厂办事车辆,共计3000台左右,其中货运车占三分之二,小车和通勤车占三分之一。
     1
)各门岗宽度情况
     
现状是:核心厂门:10米,科技大楼门:为一进一出两个门(每个门9米宽),润忠门:10米宽,润忠西门:14米宽,永新门:12米宽,永新南门:12米宽,北区一号门非常宽,宽度为16米宽,热电厂门:为一进一出两个门(每个门5米宽),3b门:12米宽,车队门:8米宽。3号门及5号门已关闭。
     2
)现有的无源rfid卡车辆管理系统应用情况:
     
原来采用无源的rfid卡的车辆管理系统,是于20055月份正式启用,安装了三个门岗,北区一号门、铁水门(永新南门)和永新门,储运总队负责使用。无源的rfid卡贴在车的右侧玻璃上,各个门岗比较宽,车辆行驶时,如果车辆按照规定的进出车道通行(右侧通行),准确读取没有问题,铁水门(永新南门)和永新门目前较好,车辆都能按右侧通行,车辆进出时都能读取到。在实际使用过程中发现,北区一号门(16米宽)部分车辆有时沿左侧通行(进门或出门时沿左侧通行),此时卡片距离读卡头距离最宽门有16米左右,根本无法读到(无源卡最大有效读卡距离为10米),晚上8点以后,自动门会关闭一半,这样,出门也只能沿左侧通行(尽管此时进门车辆沿左侧通行),因此,在这种情况下出门车辆无法读取到卡片。
    3)
需求情况
     a.
保卫处需要对所有车辆进入厂区进行监控,有门禁需求。本单位车辆可以随意进出,外来车辆必须到保卫部门办理有效通行证(沙钢车辆卡),持沙钢车辆卡才可以进入,保卫部门对所有车辆进出时间和通过门岗随时进行查询。
     b.
储运公司(或车辆管理公司)需要对运货车的日工作量进行有效统计,避免司机和部分工作人员合伙虚报工作量。
     c.
办公室有对小车使用和去向进行监控的需求,避免使用者违规超时用车。
     d.
保卫处、人力资源部、办公室、
     e.
与物流系统(或erp系统、销售系统)及称重系统连接的需求,对运出货物品种、数量、重量进行核对、检查。
     f.
在沙钢所有门岗推广沙钢车辆进出自动识别系统(sg avi时要充分考虑以上出现的实际问题(主要是车辆不按正常车道行驶)。
     g.
要求该系统完全与现有的门禁系统共用现有的硬件和软件平台,各门岗的pc机、数据库、操作系统不单单作为门禁系统运行平台,也是沙钢车辆进出自动识别系统(sg avi的承载平台。同样办证中心所有的软硬件平台也是该系统的运行中心的软硬件平台,不必另外投资,大大节省该系统的投入。该系统安装调试时间将大大缩短。
     2
.射频识别rfid标签选择
     rfid
电子标签分为有源和无源两种,有源电子标签需配备电池,读写距离远,最远能到80米左右,无源不需要配备电池,完全依靠阅读器天线的电磁场提供工作能量,有效读卡距离为10米。无源标签是藉由外部电磁感应产生电力来传送资料,优点是内部无需任何电力,缺点是传输距离相较于无源标签为短;有源标签具备内部电力,缺点是须定期更换电池。
     
鉴于乙方已确认使用无源电子标签来实施该汽车刷卡系统,因此需要改造北区一号门和几个车道非常宽的门岗,门岗中间设立隔离亭,人为分开进出车道,即按照7号门岗的标准改造,进门和出门车道不能超过4米宽,严格要求所有车辆进门时一定按走进门车道,出门时一定走出门车道,绝对不能进门时走出门车道,出门时走进门车道。
     3
.系统网络拓扑结构图

对于远离主厂区的某料场门岗车辆进出识别系统的pc机,采用vpn方式与服务器连接。

4. 沙钢车辆进出自动识别系统(sg avi)功能实现

“沙钢车辆进出自动识别系统(sg avi)”采用数据库,与现有的门禁系统一样采用分布式方式,共用一个数据库平台、网络平台、操作系统平台。该系统有很好的扩展性,根据客户要求,随时提供与物流系统(或erp系统、销售系统)及称重系统连接的接口,对运出货物品种、数量、重量进行核对、检查。

 由于车辆管理系统已经存在,只需在原有表基础上增加若干表,部分表要增加字段,

   1) 增加驾驶员表,字段内容有姓名、性别、驾驶证号、工号、驾驶证类型、单位名称。

   2) 增加驾驶员所属单位表。

   3) 增加驾驶证类型表。

   4) 增加车辆属性表。

   5) 增加车辆用途类型表。

   6) 增加行驶证表。

   7) 车辆表中在原有字段基础上增加“驾驶员编号”、“车架号”、“发动机号”、“厂家型号”、“车辆属性”五个字段。

   沙钢车辆进出自动识别系统(sg avi

   序号功能模块

   1 驾驶员(含行驶证、驾驶证)基本信息管理(增加、修改、删除、查询)

   2 车辆信息管理(增加、修改、删除、查询)

   3 车辆正式卡、临时卡管理(发卡、注销)

   4 车辆临时卡续卡处理

   5 车型、车类管理、车类((增加、修改、删除、查询))

   6 车辆进出实时监控

   7 车辆进出流水查询(供储运公司监督用)

   8 车辆进出日工作量统计(供储运公司监督用)

   9 车辆进出流水统计(按门岗、单位、日期等)

   10 车辆办卡数量统计

   11 操作员管理

   12 黑名单处理

   门岗车辆查询及实时刷卡监控模块

   序号功能模块

   1 车辆及车辆卡信息查询

   2 车辆实时刷卡监控

   3 车辆刷卡流水查询

   数据处理模块

   序号功能模块

   1 数据库定时备份

   2 数据流水整理

   3 车辆刷卡流水定时上传及服务器字典数据定时下传。

     对于驾驶员的行驶证和驾驶证采用ocr技术录入,扫描不清楚时,需要人为修改,这样会大大提高录入速度,避免驾驶员在保卫处办理车辆卡时出现排队现象。


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